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根據項目區水源的可供水量,在詳盡了解項目區農業生產結構的基礎上,計算項目區的作物需水量,進行供需水量平衡分析。對于占補平衡項目來說,供需水量平衡分析在項目的可行性研究階段進行,占補平衡項目中的農田水利工程一般是采用10年設計,20年校核,由于項目區范圍不大,引水流量一般1m3/s以下,在水利工程中屬于小型水利工程,首先根據《灌溉與排水工程設計規范》(CB50288-99)結合當地實際情況確實設計灌溉保證率,皋蘭縣一般取75%,然后根據灌溉定額或降水的頻率分析選出2個或3個符合設計灌溉保證率的年份,以其中灌水分配過程不利的一年作為典型年,以該年的灌溉制度作為設計灌溉制度。如項目區在灌區范圍內且采用灌區已有的取水或輸水工程作為水源的,應該以灌區的灌溉制度作為本次設計的設計灌溉制度。在計算過程中,作物的灌水定額可通過彭曼公式計算,也可通過用水量平衡法演算得出,對于常見作物,實際工作中也采用《甘肅省行業用水定額》直接取值或進行驗算。如采用渠道灌溉,還應確定輪灌制度。
灌溉工程規劃
1灌溉機井規劃
項目區灌溉機并布置應翔實掌握該區域的地下水分布情況,根據項目區的地形、地層、地下水分布情況,結合項目區用水需求進行灌概機井井群布置,一般采用梅花形或方格形布置。要根據項目區實際情況進行布置,如筆者所在的皋蘭縣西岔鎮陽洼窯村項目區,由于項目區內農田較規整,且項目區全部為蔬菜區,其對水量的需求量不大,但是對水量需求時間長,所以可以發展為井灌區,且根據地形及項目區的灌溉田塊分布和已有道路系統實際情況,采用了方格形布置。布置井位時要確定井數,首先應確定單井出水量,單井出水量可參照近年的成井電測資料確定,也可按照抽水試驗確定,有條件的項目、建議按照抽水試驗確定。然后根據單井出水量和灌水定額計算得出單井的控制面積,按照井灌區的面積計算得出井數。這里提醒一點計算得出的井數往往并非整數,千萬不要搞成理論上的四舍五入,計算得出的井數應進行進位取整。布置井位時還應注意一定要計算井距和影響半徑,確保不會出現機井互相影響出水量的情況。
2田間輸水方式確定
解決了水源和灌溉制度的問題,接著要進行灌溉輸水方式的選擇。灌溉輸水方式分為地面輸水和地下輸水兩種方式,由于在輸水過程中存在蒸發和滲漏,選用不同的輸水方式,水的利用系數也是大相徑庭。舉例而言采用渠道輸水。襯砌渠道的渠系水利用系數約在0.7左右,而采用管道輸水管道水利用系數可達0.9,由于土渠滲漏量過大,農渠以上灌溉輸水渠道不會采用土渠。一般情況下,灌區面積較大水量較充足時均選用襯砌渠道作為輸水渠道進行地面輸水,灌溉單元較小,水量一般的情況下可采用管道輸水,除泵站輸水管道可能采用鋼管和砼管外,田間輸水管道一般是采用UPVC管道。根據目前節約用水及高標準農田建設的需要,以后在占補平衡項目的農田水利工程中,斗農渠應盡量采用管道輸水,發展高效節水灌溉,是目前農田水利工程的大方向,占補平衡項目中的農田水利工程亦應如此。
3灌溉渠系規劃
灌溉渠系規劃時首先選擇襯砌渠道,按照斷面類型不同,灌溉渠道可分為U形、矩形和梯形。U形渠道輸水能力強、節水防滲效果好,但由于施工要求高、斷面不宜過大,適用于斗渠和農渠;矩形和梯形渠道對斷面和施工要求不高。適用于干渠和支渠,但矩形渠道占地面積小卻對材質要求較高,梯形渠道恰恰相反,對材質要求較低但占地面積大,因此一般干、支渠渠道應按照當地特點選擇矩形或梯形渠道,斗渠、農渠一般選用U形渠道或者進行管道輸水。渠型選定后,根據灌溉面積和灌水定額確定渠道流量,進行渠道橫、縱斷面設計,應從最末級渠道開始計算,逐級倒算,逆推干渠的橫向設計流量和縱向設計高程。渠道橫、縱斷面設計不能孤立單獨考慮,兩者之間是相互聯系的,計算時應當根據最末級渠道灌溉面積和灌水定額計算渠道流量。需要注意的是渠道橫、縱斷面設計一定是從最末級渠道逐級向上逆推得到的。渠道的流速,應滿足不沖不淤流速要求。以加大流量驗算不沖流速,并以最小流速驗算不淤流速。占補平衡項目通常采用已有的水源工程和渠首工程作為水源,與一般農田水利工程相比在整體布局上稍顯復雜,輸配水渠道的設計要根據整理后的田塊大小、高程、耕作條件及現有水利工程等進行配置,并合理確定灌溉方向。在進行輸配水渠道的規劃設計時,要充分考慮已有的農田水利設施、渠系建筑物和道路設施等,盡可能避免與現有渠道、道路等基礎設施交叉,并在各級渠道上根據需要修建諸如分水閘、節制閘,量水堰等,渡槽、跌水、陡坡、渠系建筑物,要進行必要的水力計算和結構計算,結構斷面較小時可適當簡化。渠道不宜越級布設,布置時還應注意行政界線如鄉界和村界的限制,避免工程投人使用后由此引發的爭水事件。
4管道系統規劃
基于管道輸水蒸發、滲漏較小,管道水利用系數較大、不占用耕地的優點,一些灌溉控制面積不大的項目選用了管道輸水,材質一般為UPVC管材。選用地埋管道輸水時,首先要進行壓力計算和管徑的計算,以使設計方案經濟上合理,技術上可行。壓力計算主要是管內水壓力和側向的土壓力計算,通過壓力計算得到管道的抗壓強度選用不同壁厚的UPVC管道。管徑計算要根據灌溉需水量計算管道在一定流速下的合理管徑,從而更好的選擇合適的UPVC管道。管道的布置一般遵循支管垂直于主管的原則,并根據灌溉田塊合理確定管道間距和出水樁間距,丘陵地區管道間距以50m為宜,管道密度以平均90m/hm2為宜,可根據地形選擇雙向灌溉或單項灌溉,出水樁一般每50米設置一個。管道布置也應注意合理的避讓已有的渠道、道路和行政界限。
排水工程規劃
1.1高程控制測量
從目前來看,我國水準點的高程系統采用的是正常高系統,主要是按照1985國家高程基準起始。但是在水利水電工程的實際建設中,受歷史因素的影響,許多地區仍然沿用本區域的高程系統。同時,為了確保與當地水文基礎資料相互匹配,高程控制系統的選擇應該考慮當地的使用習慣。如廣東省內多采用珠江基面高程系統,其起算點以珠江口附近測站多年平均值和后來多次復測、平差和調整后的高程計算;而粵東韓江流域多采用韓江基面高程系統,其起算點以舊時汕頭海關水尺零點推算。
1.2平面控制測量
通常情況下,水利水電工程的建設位置多依河川溪流而行,因此,測區具有狹長、獨立的特點。對此,測量人員應該結合工程的具體情況,從工程項目的大小、所處位置等方面進行綜合考慮,對平面控制系統進行合理選擇。在對水利水電工程建設地區進行測量時,如果測區內投影長度的變形值在5cm/km以上,或者測區偏離現行國家坐標系統中央子午線45km以外或與中央子午線經度差>40′,考慮投影變形,可以采用以下平面控制系統:①以一個國家大地點的坐標以及該點至另一個大地點的方位角作為起始數據的獨立坐標系統,即所謂“一點一方向”;②高斯正形投影任意帶平面直角坐標系統,換言之,就是國家大地點的坐標通過換代計算的方式,換算成測區平均中央子午線處的坐標。
2地形圖測繪
在水利水電工程中,地形圖的作用,是為工程的規劃選址、建筑物布置等提供必要的參考依據。因此,在對地形圖進行測繪的過程中,一方面,應該嚴格遵守現行國家行業測量規范的相關標準,另一方面,需要充分考慮水利水電地形圖自身的特點。
2.1地物測繪
在水利水電工程中,地物測繪是非常關鍵的,其內容也相對繁雜,主要包括:測量控制點、道路、管線、居民點、輸配電線路、獨立地物、地質勘探點、氣象設施等。在實際測量中,應該結合工程的規劃設計,圍繞工程的特性進行細致測量,將測繪區域分為兩個部分,即工程區域內和工程區域外。以中小型河流的治理為例,工程的主要內容包括堤防加固、河道疏浚、護岸護坡等,對此,在進行地物測量過程中,需要重點關注堤防周邊的房屋建筑、電力及通訊設施、現有堤防與河道的護岸護坡及構建材質等,在地形圖上,對建筑物的性質、規模、高程等進行細致標注。對工程區域內的房屋應該詳細測量,而在工程區域外,即使是大比例地形圖,也可以適當放寬測量,合理取舍。同時,村莊房屋應該詳細測量,內部房屋則可以根據實際情況進行取舍,為工程的規劃設計提供必要的參考信息。
2.2地貌測繪
通常來講,水利水電工程多處于山林地區,與城市建筑工程的測量相比更加困難、復雜。在實際測量中,應該使用等高線,配合專用的地貌符號以及高程注記點,對地貌進行表示。為了滿足水利水電工程對于地貌的高要求,不僅需要保留高程點,還需要進行等高線的勾繪,同時,為了顯示地貌碎部特征,還應該添加相應的繪間曲線。在部分地形圖中,還需要適當保留部分高程注記點和比高,對于面積在地形圖上>1cm2,并且具有相應經濟價值的地貌和植被等,需要用地類界繪制出具體范圍。
2.3水下測量
對于水利水電工程而言,水下地形測量是工程測量的重點,也是水利工程測量與其他測量最大的區別。在測量時,需要確保全面性和準確性,對于一些重要的涵閘和溝渠,還應該在地形圖上注記底部高程。
3斷面測繪
在水利水電工程規劃設計階段的測量中,涉及到的土石方工程相對較多,包括填高、削坡、挖深等,這些工程量的測量都會涉及到縱斷面測量工作,其測量精度直接影響著水利水電工程的實際工程量。縱斷面與橫斷面的測量精度與總工程量的計算有著密切聯系。對此,在對水利水電工程縱斷面和橫斷面進行測量與繪圖的過程中,需要從多個方面著手,提高測量的精度,確保工程量的概算值更加接近真實值。
3.1斷面點的精準測量
目前,在針對縱橫斷面點進行測量時,采用的測量方法包括GPSRTK測量法以及全站儀法。這兩種方法各自都存在相應的優點和缺陷,在實際應用中,應該結合工程的具體情況,對其進行合理選擇,盡可能消除縱斷面點和橫斷面點中存在的測量錯誤,確保測量精度能夠完全滿足斷面測量的要求。在測量過程中,應該保證采集到的縱橫斷面點在該橫斷面左右一定范圍內,按照水利水電工程相應的規范要求,這個距離≤2m。
3.2橫斷面位置選擇
在水利水電工程的規劃設計階段,橫斷面位置的選擇和布設,是影響工程量的關鍵因素之一。一般情況下,規劃設計階段橫斷面的間距應該控制在50~200m之間,選擇合適的間距能縮小實際施工與設計工程量的差別。因此,在對橫斷面進行布設時,一方面,需要充分滿足斷面間距的要求,另一方面,應該盡可能將橫斷面布設在河道急轉彎、支流入口、斷面形態顯著變化等部位。同時,為了保證橫斷面位置布設的合理性,在地形圖測繪完成后,應該根據區域內地形特點,在地形圖上進行選擇,然后到實地進行勘查,部分地形復雜則需要對斷面間距進行適當加密。
3.3縱斷面測量
根據測繪服務對象的差異,縱斷面的測量與橫斷面有著很大的不同,其斷面的選取也存在一定的差別,例如,在河道疏浚工程中,通常會選擇河道中心線;在河流堤防加固工程中,一般會選擇堤頂線;在擬建渠道工程中,多選擇規劃中心線等。縱斷面測量的主要目的,是對橫斷面間距進行量取,對中心線高程變化情況進行明確,對沿線地物投影在中心線上的位置進行判斷等,而縱斷面的合理性直接影響著工程量的計算,因此,做好縱斷面的測量工作,是非常重要的。
水利水電工程不僅是一門學科,也是一項大規模的、需要大量的人力物力以及龐大的財政作為基礎,對人們有利的基礎設施建設活動。其涵蓋范圍相對比較廣,包含測繪、設計、勘探等多種工程,同時也是全面的理科人為項目。
(二)施工規劃
施工規劃實際上就是在完全進行施工建設之前切實做好工程的設計規劃工作,也就是說施工前的準備工作。水利水電工程作為一項有利于人們群眾的大型復雜工程,這就需要在進行實際施工之前,工程管理者與施工人員提前做好環境的勘察,掌握施工周圍的實際情況,盡可能保障施工不破壞周圍的地質結構,最大限度的降低對自然的破壞,避免出現大規模自然災害。
二、施工規劃的意義
水利水電工程是一項規模大、工序多、專業性強以及涉及范圍廣的大型生產化工程,也是一項錯綜復雜、內外聯系的工程項目。那么如何把設計輔助行動,怎樣科學的管理與建設工程項目具有重要的現實意義與經濟意義。由于我國地域比較遼闊,各地的地理條件差異比較大,施工工程的建筑形勢也大不相同,施工條件也千變萬化,因此,形成了不同的施工特點。在實際施工過程中由于受到水文以及地質結構的制約,施工具有一定季節性,地形復雜,使得施工技術要求也比較高,還有很多處在偏遠山區,運輸不是很便利,使得施工條件變得更加艱難。經過多年實際施工證明,施工規劃已經逐漸成為水利水電工程管理中重要的組成部分,是工程編制投資估算、招標以及總概算的重要依據,是施工方控制施工資金的重要保障,是施工管理與施工建設的指導性文件。因此,做好施工規劃對水利水電工程具有重要作用,在正確的選擇壩址、壩型、布局設計方案,合理的進行施工,保證施工質量,從而縮短周期、降低施工成本以及提高經濟效益方面都有重要意義。
三、水利水電工程管理中施工規劃的作用以及主要內容
水利水電工程在引入相對比較有競爭性的招標之后,工程建設過程需要很多合同共同作用才能進行組織實施,施工單位應該依據工程進行合理分標,并且要擇優選擇多家相對比較優秀的單位來實施工程。那么,施工規劃的基本內容就是讓工程可以最大限度的發展工程的能動性。依據相關法律法規,充分表現競爭機制。應該依據招標時候所了解的市場信息、基礎資料以及工程建設的實際要求來合理的進行施工規劃,以招標方案為基礎,從而落實施工方案以及工期,并且對合同管王吉棟黑龍江水運建設發展有限公司黑龍江哈爾濱150026理以及施工工程進行全面的安排與規劃。在實際的編制過程中,應該處理好合同干擾以及銜接的問題,進一步表明合同的責任與義務,避免出現賠償事件。進行施工規劃的基本內容:市場信息和基礎資料、合同劃分與組合、導流施工、主體施工前的邊界合同條件、主體施工、交通運輸施工、工廠設施施工、總布局與區域劃分施工、分標進度與總進度施工、施工標準與施工規范。一個完善的施工規劃最主要的就是能夠對施工工程進行劃分與合同組合方案設計出相對比較合理的規劃。水利水電工程是否分標以及怎樣分標應該取決于工程的構成情況和每部分工程量的多少。通常情況樞紐是由分散布置的多線工程組成,各個組成部分工程量大時,最好進行分標段招標,工程量較小不易分標。分標方案的選擇要與工程特點相結合,從施工方法、布置、進度等方面對各標段進行比較并分析,進一步完善優化擬定的分標方案,爭取提出一個工期短、施工方案合理、銜接良好、管理方便及經濟效果最好的分標方案。依據之前已經選擇的分標標準以及方案進行系統的分析,明確每個分標之間的銜接關系,確定關鍵路線。并且對每一段施工工程都進行合理的規劃與布置,最大限度體現施工方的施工意識,此外想要切實的做好施工規劃工作,不能缺少水電、造價、機電、業主以及相關勘測部分的密切配合。
四、水電工程建設管理中施工規劃工作的注意事項
第一,水利水電工程是一種比較復雜專業性比較強的工程,因此做好施工規劃工作就變的尤為重要,在進行施工之前,施工企業應該在建設之前對施工場地進行勘察,并且在施工過程中,進行施工規劃的時候必須做到實事求是,不可以為了追求經濟利益和美觀效果規劃不符合實際的施工方案。
第二,在進行水利水電工程施工過程中,相關部門應該做好施工質量監測,并且每時每刻都要關注施工的情況。一旦出現違反法律法規的行為,進行嚴格的懲罰,建立一定的監督管理體制,并且在建設的過程中盡可能的使用綠色環保材料,以便于減少環境污染問題,減少霧霾的出現。
第三,在施工過程中應該切實做好安全防范措施,從而保障水利水電工程建設者的人身安全,為我國水利水電工程的建設提供安全保障,提高施工的質量與水平。
2002年,水利部和國家發展與改革委員會頒發了<關于開展全國水資源綜合規劃編制工作的通知>,隨后又陸續了指導水資源綜合規劃的若干技術文件。這些文件對于指導水資源綜合規劃的順利開展具有重要意義。由于新時期國家治水思路和理念的改變,文件中出現了部分新名詞術語,部分原有名詞術語(或計算方法)也賦予了新的內涵。在水資源綜合規劃的技術文件中,有一部分名詞術語比較模糊。本文根據國內專家、學者的最新研究成果和水資源綜合規劃技術文件的規定,對他們的內涵進行分析,對現行的確定方法提出個人看法,對需要深入研究的問題提出建議。
一、水資源
到目前為止,什么是水資源還沒有一個公認的非常嚴謹的文字描述。<大不列顛百科全書>中水資源定義為:自然界一切形態(液態固態和氣態)的水都算水資源。直到1963年英國國會通過的<水資源法>中,改寫為“具有足夠數量的可用資源”。即自然界中水的特定部分。1988年聯合國教科文組織(IINEScO)和世界氣象組織(WMO)定義水資源是“作為資源的水應當是可供利用或可能被利用。具有足夠數量和可用質量,并且可適合對某地為水資源需求而能長期供應的水源”。
在我國,對水資源的理解也不盡相同。1991年<水科學進展>編輯部組織了一次筆談,就水資源的定義和內涵進行了討論。最后認為:水資源是水體中的特有部分,即由大氣降水補給,具有一定數量和可供人類生產、生活直接利用,且年復一年的循環再生的淡水。
從上述文字表述可以看出水資源具有如下特征:水資源包含在水體之中,并且是水體的一部分;而水體中的其他部分,在特定的條件下還可以轉化為水資源;水資源如果保護不好也可能轉化為無法利用的水體,而危及社會的安全。根據自然資源的定義及綜合以上各家的觀點,水資源是能夠被人類開發利用并給人類帶來福利、舒適或價值的各種形態的天然水體。
因此,不是所有降水都是水資源,只有其中能夠被人類開發利用的部分才稱之為水資源。對于特定區域而言,降水總量是可以獲得的,但是這些天然降水中到底有多少是人類可以利用的——即該地區到底有多少水資源值得深入探討和研究。
二、水資源可利用量
關于水資源可利用量有很多種定義和解釋,下面介紹幾種:
<全國水資源綜合規劃技術細則>中規定水資源可利用量l2是指在可以預見的時期內,在統籌考慮生活、生產和生態環境用水的基礎上,通過經濟合理、技術可行的措施在當地水資源中可資一次性利用的最大水量。雷志棟等認為,水資源可利用量是指經濟合理,技術可行和生態環境允許的前提下。通過各種措施所能控制引用的不重復的一次性水量。胡振鵬等認為,水資源可利用量是指針對不同設計水平年,在一定的來水頻率下,考慮對水量、水質的需求,天然儲水體和水利工程設施可以為人類生活、社會經濟活動提供的水量。翁文斌等認為],水資源可利用量是指在流域水循環過程中的水文條件不發生明顯改變的前提下,從流域地表或地下允許開發的一次性水資源量。夏自強等認為,水資源可利用量是從可持續發展的原則出發,在扣除維持生態環境用水和水資源總量中部分不能或難以控制的水資源量后,人類可以利用的最大水量。
分析上述定義,理論上比較清晰完善,但實際分析計算時很難操作。水資源可利用量確定要考慮的條件有生態與環境需水量、技術上論證可行、經濟上分析可行。從這3個方面來分析,內涵和外延都很大,很難具體操作。
同時,水資源可利用量的影響因素有經濟社會發展水平、科學技術進步情況、水污染狀況、生態與環境狀況、天然來水狀況、以及技術經濟因素等。由于這些因素是動態的,隨時間變化的,導致水資源可利用量也是動態的;同時這些因素如何影響水資源的可利用量,尤其是水與生態環境系統的關系,受認識水平限制,現階段較難量化。
三、水資源和水環境承載力
承載力是一個起源于古希臘時代的古老概念,在生態學中一般被定義為“某一生境所能支持的某一物種的最大數量”,它包含著極限思想,并有2個層次的含義:第一是所承受的力來自于某一生境以外的某一物種;第二是某一生境自身不遭受破壞,因為生境一旦破壞,再重新修復是不可能的。
關于水資源承載力和水環境承載力研究成果較多,目前普遍接受的定義如下:
水資源承載能力是指在一定的時期和技術水平下,當水管理和社會經濟達到優化時,區域水生態系統自身所能承載的最大可持續人均綜合效用水平或最大可持續發展水平。水環境承載力是指某一區域、某一時期、某種狀態下的水環境條件對該區域經濟發展和生活需求的支持閾值。
從上述概念出發,水資源承載能力、水環境承載能力的承載體可以是人口總量,生物總量,也可以是經濟總量。這個概念有4個層次的內涵。一是生態內涵,它表現為這些承載力具有極限含義,它所承載的綜合效用具有生態上的極限,對其開發利用應以不超過這個極限為前提。二是技術內涵,這些承載力并非一個純粹客觀的概念,而是與人類作用有關,具有主觀性的一面。它與特定的技術水平有關,隨著不同時期總體技術與生產力水平的提高,這些承載力具有跳躍性,表現為時間上的技術動態性。三是社會經濟內涵,通過社會經濟系統結構的優化,社會經濟容量或規模會有所不同,從而提高水資源和水環境的承載力。四是時空內涵,表現為水資源承載的綜合效用及其約束因素具有區域性;不同的時空尺度,相同水資源和環境條件的承載力是不同的。
水資源綜合規劃技術細則中提到了水資源承載力和水環境承載力這2個專業術語,但是關于這2個參數如何確定沒有提出相應的方法,因此該參數的確定方法值得研究探討。
四、生活和生產需水的預測方法
目前用于需水預測方法較多,如定額法、趨勢法、彈性系數法、人均綜合用水量法等。分析這些方法,各有特點。
定額法需要確定每一行業不同水平年的用水定額、發展規模、以及水的利用系數。要在需水預測之前先要預測這些參數,由于這些變量較多,其影響因素更多,這些參數的預測比需水的預測更復雜,從而導致預測結果誤差較大。我國以前若干個五年計劃的需水預測成果已經證明了這一點。趨勢法、彈性系數法需要較多的歷史資料,受歷史資料的可收集性限制,這些方法應用起來有一定難度。另外發達國家用水的經驗表明:用水量與人口、發展規模之間的關系不是單一的遞增或遞減關系,不同國家或地區之間有所差別,不同發展階段有所差別,不同產業結構有所差別。因此利用這些方法進行需水預測也有一定困難。
人均綜合用水量法主要應用于城市需水量的預測。由于城市的產業結構十分復雜,要想弄清楚每一個行業的用水定額及其發展規模難度較大,因此為簡化計算,采用人均綜合用水量法來進行需水預測。但是這一方法也有其局限性,因為人口不是區域消耗水資源的唯一指標,尤其是現在隨著現代化程度的提高,經濟社會發展對水資源的需求越來越多,而對人力資源的需求越來越少。因此到底用哪一種方法進行需水預測能夠得出一個可以接受、誤差較小的成果是一個值得研究和探索的問題。
五、生態環境需水量
生態環境需水是指為維持生態和環境功能和進行生態環境建設所需要的最小需水量。實際上,生態需水與環境需水兩者之間存在著交叉和重合的部分,生態需水主要側重在生物維持其自身發展及保護生物多樣性方面,環境需水則主要體現在環境改善方面。
楊愛民、鄭紅星、王浩、劉昌明等認為“:生態需水應該包括環境需水,所以也稱為生態環境需水。生態需水是指在一定的生態保護、恢復或建設目標下,在特定的時空范圍內,其生態系統維持良好的穩定狀態時所需要的水量(包括:地表水、地下水和土壤水)。鑒于現在對生態環境認識的不斷深入,前述界定中的“在一定的生態保護、恢復或建設目標下”的“建設”二字應該去掉。生態環境需水量是目前國內外研究的重點,基本理論和方法也較多,其中大多建立在多學科交叉研究的基礎上,現階段可操作方法主要是基于水文學基礎的幾個方法,如最枯10月法、Tennant法等。最枯10月法:我國在《制定地方水污染排放標準的技術原則和方法》(GB3839--83)中規定:一般河流采用近10a最枯月平均流量或90%保證率最枯月平均流量作為設計水文條件。該方法原來用于計算污染物允許排放量,而現階段把它作為生態環境需水量。實際操作上該方法有其局限性,主要表現為部分季節性河流、現階段斷流河道的生態與環境需水量為零,其允許污染物排放量為零(設計水文條件為零)。
Tennant法似:是以預先確定的年平均流量的百分數作為生態環境需水量。Tennant提出,以年平均流量的10%作為水生生物生長低限,以年平均流量的30%作為水生生物生長的滿意流量。Montana以年平均流量的10%作為最小生態需水量,最佳范圍為年平均流量的60%一100%。該方法適合于大江大河等較大流域,而沒有考慮河流流量的年內變化和年際變化,因而有其局限性。此外還有日均流量法、Texas法、N6PRP法、Basiclfow法、月年保證率法、最小月年徑流法、ABF法、FDCA法、40%準則等。這些方法計算方便,基本上是經驗值,各有其實用性。
因此,分析總結前人的成果,提出適應不同對象的水文、生態、環境等條件的生態環境需水量估算方法具有重要意義。
六、水資源短缺
水資源短缺是一個貌似簡單但又存在許多異議的概念。目前國際上通用的判別標準是以人均水資源量進行缺水程度劃分。但是這個劃分標準下面隱藏著許多問題。首先人口不是區域消耗水資源的唯一指標,尤其是現在隨著現代化程度的提高,經濟社會發展對水資源的需求越來越多,而對人力資源的需求越來越少。其次生態需水與人口沒有直接關系,用人口作為評價標準也不合適。因此,對于水資源短缺的辨識采用單一的標準或指標是很難概括的。
實際上,水資源短缺是一個相對的概念,具體對于一定區域來說,它所描述的是一定經濟技術條件下,區域可供水資源量和水質的時空分布不能滿足現實標準下的區域人口、社會經濟、生態與環境等系統對水資源需求時的狀態。因此對缺水的界定應當拓展到水資源系統承載的主客體兩個方面同時考察。
在水資源系統承載主體方面,人類社會已經從最早的逐水而居,發展到現在的資源水利、可持續水利等理性思索,水資源系統的外延不斷被拓展,內涵不斷被豐富。同時人們對水資源開發利用的范圍應由最初單一的地表水系統拓展到地下水、大氣水、海水、劣質水(包括污水、微咸水和咸水)等多個系統,水資源系統承載主體多元化特征日益突出。
水資源系統承載的客體是隨著社會的發展而更替改變,在無人類活動干擾作用下,天然水資源系統在其循環過程中滋養了豐富多樣的天然生態系統。自從人類社會行為作用于水資源系統伊始,水資源系統承載客體的純自然屬性便開始發生改變,水循環系統的社會驅動力持續加大,農業和工業經濟系統的需水量和取水量不斷上升,水資源系統承載的客體逐漸演繹成生態環境系統和社會經濟系統。其社會經濟功能得到充分體現。由于水資源系統承載客的多元化,水資源利用過程中就存在著競爭與分配的問題從水資源系統承載的主體和客體的關系來分析,不簡單地將水資源供需平衡的認為不缺水、不平衡的認為水。且不說水資源系統與生態環境系統的關系目前尚未清楚,就是科學合理地確定一定社會經濟系統需水量及其節水潛力也存在一定的難度,更有社會經濟系統的產結構問題。
因此,對于特定的區域和范圍,如何科學合理地界定其水資源是否短缺值得研究和探討。
七、水資源合理配置
配置是指配備、安排。資源配置是指生產性資產在不同用途之間的分配;資源分配之所以成為問題,一方面是由于社會的資源供應有限,而人類欲望通常又無限,另方面是由于既定資源具有多種不同可供選擇的用途。
水資源合理配置是指在流域或特定的區域范圍內遵循高效、公平和可持續性原則,通過各種工程與非工程措施,考慮市場經濟規律和資源配置準則,通過合理抑制需求、有效增加供水、積極保護生態環境等手段和措施對多種可利用的水源在區域間和各用水部門間進行的調配。
通過以上概念界定可以看出,水資源配置問題提出的前提是水資源有限性而導致的供需不平衡矛盾以及不同用途之間的分配矛盾,關注的重點是多種水源在區域間和各用水部門間的分配。實際上,水資源區別于其他自然資源的重要特征之一是它的時程上分布的不均勻性,因此水資源合理配置不僅體現在空間上,同時也體現在時間上;不僅體現在某一水源上,同時也以現在多種水資源的聯合配置上。
因此,研究和探討水資源合理配置的技術和方法,對于緩解水資源供需矛盾、科學高效地利用水資源具有重要意義。
八、水資源配置的一般原則
前面已經敘及水資源配置問題提出的前提是水資源的相對短缺,即資源有限而需求持續增加導致的供需失衡。當水資源有限,不能滿足所有用戶的用水需求時就存在著分配水量的優先順序問題。
二、自然處理
利用土地的凈化能力和水體的自凈作用處理豬場的污水稱為自然處理。這種模式多數采用人工濕地等自然處理系統和穩定塘。適用于土地寬廣、遠離城市,氣候溫和,尤其是有林地、低洼或荒地作廢水自然處理系統的養豬場。實現豬場廢水資源化、無害穩定化的生態處理技術是通過微生物、植物、土壤組成的系統。在國外,規模豬場廢水處理法通常包括好氧塘與水生植物塘進行處理、多級厭氧塘、兼性塘。這種方法占地面積較大、水力停留時間較長。近些年來漸漸地被其他更有效的處理方式所替代。在國內,穩定塘常常作為厭氧、好氧系統出水的后處理。把穩定塘作為工藝主體進行豬場廢水處理,南方要比北方多一些。20世紀70年代末,發展人工濕地污水處理技術作為的一種新型污水處理新技術。涵蓋了物理、化學和生物三部分作用,具有費用低、負荷變化適應能力強以及處理效果好,除氮、磷能力強等優勢。人工濕地處理畜禽養殖廢水的情況在歐美國家被普遍采用。在國內,從植物的篩選和處理效果進行考察。通過一些實驗研究與工程應用于人工濕地處理豬場廢水方面。
三、還田模式
將糞便廢水還田作為肥料,這種方法即是傳統的又經濟有效的處置方法,可以讓糞便廢水不向外界環境排放。在土壤微生物通過植物的共同作用下,有機氮磷轉化成無機氮磷、有機物質被分解轉化成植物生長因子和腐殖質,維持并提高土壤肥力,促進有益微生物的生長。還田模式的主要優點:廢物資源化、可以減少化肥施用、投資省、耗能低。缺點:需要大量農田、雨季以及非用肥季節須考慮糞污的出路。在美國,糞便廢水還田之前是貯存一定時間后再直接灌田。一般沒有通過專門的裝置進行厭氧消化。為了能去除病原菌和寄生蟲卵,德國等歐洲國家是把糞便廢水通過中、高溫厭氧消化后再進行還田利用。在國內,為了避免有機物濃度過高導致作物燒苗和爛根,同時減少溫室氣體排放,又能回收清潔能源沼氣等。通常采用厭氧消化后再還田利用。厭氧發酵液含有豐富的微量元素和維生素等營養物質,如氮、磷、鉀、以及多種氨基酸,并且還能殺滅蟲卵和有害菌。
四、工業處理
此模式的糞便廢水處理系統包括預處理、好氧處理、厭氧處理、后處理、貯存與利用、污泥處理及沼氣凈化等部分組成。該模式適用于土地緊張、沒有充足的農田地消納的大城市近郊的經濟發達地區。這種模式通常采用物理-化學處理法和生物處理法。物理化學方法在豬場廢水處理中起到預處理和后續處理的作用。豬場廢水的前處理包括固液分離處理,這樣可以減輕負荷,有利于后續處理。而生物處理法是目前豬場廢水處理方法中最廣泛的。利用微生物的生命代謝過程把廢水中的有機物轉化為新的微生物細胞和簡單形式的無機物。這樣可以達到去除有機物的目的。生物處理法又同時包括厭氧生物處理和好氧生物處理兩部分。一個有多種微生物類群參與的生物化學過程稱為厭氧處理,即是厭氧甲烷化。向裝有好氧微生物的構筑物或容器中不斷地供給充足氧的條件下,利用好氧微生物分解廢水中的污染物質稱為好氧生物處理法。總之,好氧處理技術和厭氧處理技術都有各自的優勢與不足。所以在實際應用中,通常將二者工藝結合在一起使用。大部分有機物通過厭氧階段去除,把好氧處理作為厭氧處理的后處理,這樣好氧部分的運行費用和規模就會減少,進而降低投資與運行成本。
新疆水利廳于2005年12月下發了關于編制新疆縣級農田水利基本建設綜合規劃(以下簡稱規劃)的通知,該通知下發后,各縣紛紛開展了該規劃的編制工作,在編制規劃報告過程中,筆者發現以下問題需要設計人員注意。
一、水土平衡計算后缺水原因的分析問題
該規劃農田水利建設水資源合理配置部分,通常先對縣區所轄行政范圍水資源進行綜合評價,根據水土平衡分析,計算出缺水量。大部分平原灌區在水土平衡時,缺水原因主要有以下3點:①河道天然來水過程與區域用水過程不匹配;②區內水利工程不配套,尤其受調蓄能力限制;③灌區內部渠系防滲率低,水資源損失較大。而規劃水平年解決供需矛盾主要是通過渠系防滲、開采地下水、對平原水庫進行除險加固、跨流域調水等工程措施來滿足灌區的用水需求。
由于該規劃是以縣為基本編制單位,在實際編制過程中,往往把該縣做為一個獨立的單元來考慮問題,忽略了該縣在整個流域中所處的位置以及與上下游其它用水單位之間的關系。筆者認為要解決灌區的缺水問題,首先應該從整個流域出發分析缺水原因,而不單是立足于本縣來解決缺水問題。有些流域中已建的引水樞紐工程可能控制下游幾個縣的分水,特別是各縣的分水比例由于歷史原因在該流域管理規劃中已經確定,一般不允許隨便改動,各縣的分水量只會隨河道來水的變化而變化。例如南疆某河流域,在該條河流上有一引水樞紐控制下游兩縣一市的分水,各縣按分水比例引水。2005年,該地區召開會議,把A縣的三個鄉劃分到了B市,但A縣、B市在大河上的分水比例卻沒有因行政區劃的改變而做出相應的調整,這樣一來,在分析B市灌區內水土平衡時,勢必會加大供需矛盾。從水賬的角度簡單分析:假設現在B市從大河上的分水比例是20%,大河多年平均來水量按2x1護耐計算沖口果B市的分水比例提高1個百分點,就可以多分配2x1護耐的水量,大河水量損失按20%考慮,仍有1.6x1護耐的水量可以進人灌區,而如果灌區內部通過開采地下水的方式來解決的話,要得到相同的水量則最少要打8眼井(每眼井的提水能力按2x105m3/a計算)。
在解決灌區此類缺水問題上,應該首先根據重新劃分后的行政區劃,充分考慮各縣市的經濟發展差異后,在流域規劃中對相關縣、市的分水比例做相應的調整。按照調整后的分水比例重新進行水土平衡分析后,如果仍然存在供需矛盾,再考慮通過開采地下水、跨流域調水等其它工程措施來解決供需矛盾。按照以上步驟確定出的水資源配置規劃目標不但能提高地表水資源的利用效率,也減少了工程建設項目,節省了國家投資。
二、農村人畜飲水工程問題
在調查B市的農村飲水不安全人口數量時筆者發現,該市的農村飲水不安全人口數量在近3年之內呈下降的變化趨勢,而近3年之內農村人口數量卻是以平均每年10.7%的增長率在遞增。B市近3年也沒有新建人畜飲水工程,主要是對已建工程的維護和設備更新,按常規應該是飲水不安全人口數量隨農村人口數量的增加而遞增加。經過進一步的深人調查,其原因是:近幾年隨著B市經濟快速發展,工業化進程的加快和相關產業的飛速發展對外來勞動力的需求量也是逐年增加,每年都有大量的農村勞動力來到B市務工,這一部分勞動力的戶籍所在地是農村,而他們的用水地點卻從農村轉移到了城市。當從農村轉移到城市的勞動力數量大于農村人口的增長數量時,就造成了農村人口數量在增加而農村飲水不安全人口數量在減少的現象。所以在確定該市的飲水不安全目標和相應的工程措施時,不能單一的按照統計部門提供的農村人口數量和人口自然增長率來預測飲水不安全人口的發展趨勢,而應充分考慮近幾年隨著城鄉一體化步伐的加快,農村勞動力不斷向城市轉移這一因素,根據該市的“十一·五”規劃報告,對飲水不安全人口的發展趨勢做出相對合理的預測,制定出了相應的工程措施。
三、鹽堿地改良中排水系統規劃問題
鹽堿地改良也是規劃中的一個重要內容,鹽堿地改良的效果如何直接關系到耕地的利用率和農作物產出效率,從而影響到農民的收人和當地社會生產力的發展。近些年各縣在治理鹽堿地方面已做了很多工作,如田間排水溝的開挖,種植耐鹽作物改良土壤,采用豎井排灌降低地下水水位,通過各種水利工程措施和生物措施來控制耕地鹽堿化。在鹽堿地的改造過程中雖然取得了一定的成績,但也存在很多問題。大部分排水溝建設時沒有經過規范的設計、計算,淤積、坍塌現象嚴重,每年都要組織大量的勞動力清淤;大部分排水系統沒有合理的排水出路,部分排水直接進人河道,影響下游灌溉用水水質,還有部分排水則就近排人灌溉渠系中與渠水混合后繼續灌溉,其結果是一部分地區耕地鹽堿化現象有所改善,下游另一部分地區耕地鹽堿化現象加重或產生次生鹽堿地。
目前排水系統配套、完善仍然鹽堿地改良的主要水利工程措施,若想使各級排水溝充分發揮作用,使整個排水系統取得良好的排水效果,首先要從各縣所在流域的角度出發,統籌規劃,建設流域內控制性總干排,使各縣都能將鹽堿地內高礦化度的排水按統一出路排到容泄區,而又不影響下游灌區的灌溉水質。
如果流域中有已建或已經規劃的控制性總干排,在規劃縣級排水系統時應當保證本縣最末一級排水溝內設計排水流量時相應的水位應大于總干排內設計排水流量時的水位,否則排水將沒有出路,開挖的各級排水溝也起不到應有的作用。
隊合作水平差,灌溉面積不足建國初期,我國大部分水利工程建設基本是工程設計和施工同時進行,走走停停,走一步看一步,缺乏調查研究,施工團隊合作程度不高,導致水利工程渠道混亂,水利灌溉設施灌溉面不足或不均,灌溉效率低,水庫的庫存水量減少了一半多,水利工程的灌溉效能嚴重削弱。許多小型農田水利工程設計的供水河流或供水渠道,在開始投入使用時比較合適,但隨著人口規模的增加和農田面積的加大,農田的水需求量遠遠超過水利工程的供水量,水利工程的灌溉面積只有本地農田面積的百分之六七十,農業的產量和質量受到嚴重損失。
1.2工程基礎設備建設不足,蓄水能力差
由于缺乏對水利工程基礎設施的合理設計,以及施工機械技術力量不足、工程檢測能力低,導致水利工程的攔截蓄水功能不足,農田灌溉工程的利用率降低。
1.3水利工程管理維護不足
主要存在兩方面問題:一是農田水利工程施工監管嚴重缺乏,施工中投機取巧、敷衍了事、偷工減料等產生的工程質量、安全事故、設備故障問題常有發生。農田水利工程的運行嚴重受阻。二是在水利工程建成后,設備維護保養工作不足。目前農村的水利工程超年限使用、缺乏維護致使設施破損的現象存在,成為影響農村水利工程灌溉效能的重要因素。
2后期農田水利工程建設注意點和解決之道
2.1農田水利工程建設需要注意的問題
農田水利工程前期準備工作應該注意的問題:工程設計思想、政府的政策制度和管理思路、財力投入、工程建設質量的監管、工程規劃設計要點目標、工程建成后期的維護管理等工作。首先,應該確立好水利工程的中心思想和目標任務。規劃前明確建設基調,重點注意規劃經過。工程的規劃設計要突出當地政府的工程指導。按照國家水利工程的相關規化設計標準、堅持政府正確的指導思路,結合當地農田環境地理地質狀況,而且當出現地方政府從參與融資的水利工程規劃設計問題時,就要高標準地設計好水利工程的思路目標。水利工程的規劃設計還必須要贏得政府的審批和同意,最終才能順順利利展開施工和運行。其次,小型農田水利工程的設計要實事求是,避免各種資源的浪費。做好人力物力財力方面的估算規劃,保障水利工程正常實施。最后,小型農田水利工程規劃要把握全局,爭取當地社會發展。水利工程建設前期,要考慮人口、資源、環境、經濟發展等方面,保障水利工程建設與當地農村人口、環境和社會經濟的發展能夠一致,水利灌溉的范圍和灌溉效率能與時俱進。簡言之,農業水利工程的建設在考慮當時當地的情況、水利工程的效益、民眾的建議時更要關注其長遠發展。下面來具體說說一些解決方法。
2.2解決農田水利工程建設中存在問題的對策
2.2.1水利工程建設前期做好環境地理調查研究
首先,因為當地的地理位置、人口分布、經濟結構、水文條件、資源情況等能夠直接或間接的影響水利工程建設,所以做好調查研究,這是進行水利工程設計的第一步,否則,就會出現建成的水利工程與當地農田水利實際需求不一致的情況,阻礙當地農業的發展。其次,施工單位就要制作有關施工規劃圖紙,經監理查驗、法人批復后開展正常施工。規劃圖紙要完全考慮當地農業區域規劃、產業發展和農業的全面發展,根據當地地理環境的特殊性,農田作物的分布特征,合理規劃設計。最終要能夠增加農田灌溉面積,保證少灌和灌溉不均的現象減到最低,使小型農田水利工程規劃達到合理性標準。最后,農田水利工程的地點、規模選擇要目標明確,切記眉毛胡子一把抓,盲目投資。因地制宜,按照當地農業實況和政府財務水平,科學規劃,實事求是,在開展實際調查后,要開展工程設計與編制工程預算,拿出具有最佳實際效果的合理的水利工程方案,使整個水利設計工程與當地環境和經濟社會發展和諧一致,完美統一。防止出現工程量大,資金供給不足,施工延期或者停工、罷工等現象問題,浪費人力物力財力。
2.2.2基礎設施建設應用先進工藝材料設備
由于小型農田水利工程的構成基本上是配件、原材料等。所以,整個水利工程的質量高低的決定性因素就是這些設備材料等基礎設施。工程施工時,科學先進的工程技藝,高性能、高質量的工程建筑材料的應用,根本上使工程的質量得以保證。同時,施工的機械設備的采用,也要是高科技的設備產品,使水利工程建設達到低成本投入、短工期操作、高質量完后成的建設任務。
2.2.3農田水利工程管理維護工作力度加強
一方面,小型農田水利工程的高效建設,工程監管單位的監理和維護管理工作必須到位,才能保障工程有序實施。水利工程設計管理部門要監督、督促工程監理單位責任人加強工程的監管,以動態流動的方式,使監管工作滲透到水利工程建設的每個步驟環節,使監管更加全面、更加到位,實現全程監控。另一方面,小型農田水利工程建成后,施工單位和部門應該及時做好管理工作移交。將監管任務移交給水利工程用戶協會單位、水利工程實施管理單位開展管理。工程運行中,還要按照有關水利工程的基礎設施功能特點,做好定期不定期的工程巡檢工作,及時找出工程運行中出現的各種不利因素,為水利工程可靠、平穩、安全運行以及農業經濟發展排除隱患。
1、打好兩個基礎
一是各分區的水資源量。水資源量是可利用水量和可分配水量的基礎,應借助本次水資源評價的機會,將這一基礎工作扎實、扎牢。
二是各分區水資源開發利用現狀。各分區的供、用水等開發利用現狀情況,是制定該區域水資源合理配置方案的重要依據,在規劃的第一階段必須做細,為后面的規劃工作打好基礎。
2、以合理配置水資源,緩解省際水事矛盾為中心任務
目前,《漳河水量分配方案》和《漳河侯壁、匡門口至觀臺河段治理規劃》做為重要依據,在漳河水資源管理中發揮著重要作用。但是二者沒有充分考慮流域內水資源情勢的變化、經濟社會發展等情況,其水資源配置方案也不完善(主要考慮了下游河南、河北兩省),已不適應形勢的發展和水資源管理工作的需要。規劃應全面考慮上述情況,以合理配置省際間水資源,有效緩解省際水事矛盾,特別是保證規劃區下游沿河村莊生產生活用水為中心任務,實現漳河上游水資源的合理配置和可持續利用,保障規劃區經濟社會的可持續發展。
3、加強協調工作
首先協調好晉、冀、豫三省對規劃的認識。晉、冀、豫三省均認為,在新的形勢下開展漳河上游水資源規劃很有必要。但對規劃的開展,山西認為應充分考慮今后的發展,而河南、河北則認為應尊重歷史,考慮下游生產、生活需水的同時,兼顧下游的生態用水需求;這無疑增加了規劃的難度和協調的工作量。規劃應在堅持公開、公正,及可持續發展的原則下,協調好三省的認識,以利于規劃工作的開展。
其次要協調好幾個技術問題。一是與流域水資源綜合規劃相協調。本規劃是流域水資源綜合規劃的專項規劃,規劃區是流域綜合規劃規劃區的一部分,應與流域綜合規劃相互協調配合,基礎資料共享互補,規劃數據相互銜接。特別是對六大灌區和邯鄲、安陽兩城市的考慮應與流域綜合規劃相協調。二是考慮南水北調的影響。規劃應充分考慮南水北調工程對本規劃區及其供水區域的影響,結合本規劃區水資源承載能力分析,對規劃區及其供水區域的水資源配置方案進行綜合分析。三是為保證規劃的合理、可行,應對規劃中的一些關鍵指標,如灌溉定額、生活及工業用水定額等,在充分協商的基礎上,制定采用的標準或原則。
4、處理好與“國發[1989]42號文”的關系
1989年,國務院以國發[1989]42號文批復了《漳河水量分配方案》,使之成為漳河上游冀、豫兩省分水的重要依據。本規劃應處理好冀、豫兩省用水與“42號文”有關規定的關系,并從整個漳河上游水資源合理配置的角度出發,對“42號文”進行補充和完善。
5、規劃應具有較強的可操作性
規劃區存在跨省及省際邊界河流且水事矛盾多發,這就要求規劃應充分考慮水資源管理的實際情況,從整個區域可持續發展的角度出發,協調各方關系,制定具體的、具有較強可操作性的措施,以利于規劃的實施。
6、重視水市場理論在管理中的作用
2001年和2002年漳河上游兩次跨省調水的成功實踐,為該區域的水資源管理探索了一條新的途徑。本規劃應重視兩次調水過程中,水市場理論在水資源合理配置、預防水事糾紛等方面的作用,總結并提出進一步的管理措施,保障規劃的有效實施。
7、重視信息化技術在水資源配置中的作用
漳河上游規劃區內已建大中型水庫100余座,另有大量引提水工程,這為規劃區水資源的合理配置提供了有利的硬件條件。若結合信息化技術的應用,加強水庫之間及地表與地下水之間的聯合調度,則將對漳河上游地區水資源的合理配置、高效利用,充分利用洪水資源,緩解下游用水緊張局面,預防和緩解水事糾紛發揮重要作用。
不但是新疆地區,在全國都存在這種情況,就是農田水利的建設程度及發展水平遠遠落后于農業的發展速度,滿足不了現代農業的生產需要,對農業生產水平的進一步提高產生了制約。新疆地區現有的農田水利工程設施,大部分都是上世紀建設的,受當時的經濟發展、建設水平、設計能力等條件限制,使得這些工程建設標準低、質量不高,已經落后于現代農業生產需求,加之一些工程設備設施,缺乏維護,年久失修,本就建設水平很低的工程,有些已經無法正常運行。即便是新建設的一些農田水利工程,在規劃上往往缺乏前瞻性,工程的運行也只能滿足現在的農業需要,工程規劃和建設很少考慮到幾十年后的農業發展需要,很多工程在農業的不斷進步中,暴露出工程規劃的短視,對現代農業、高效農業、綠色農業的發展形成制約。
1.2水利隊伍需要加強建設
在水利工程建設項目上,由于多數工程都是政府主導,地方負責操作,工程完成后由工程所在的群眾使用,這就產生了建設、使用、管護的主體不同,尤其是多數工程的管護主體都不明晰,特別是農田水利工程,管護的主體責任人多數都不明確,造成工程管理缺位,農田水利工程的管理和養護不當、維修不及時、設備設施人為損壞的情況普遍存在。在工程后期管理上沒有專門的隊伍進行管護,有的地方雖然有管護隊伍,但人員素質、技術水平都很弱,需要加強提高。
2加強農田水利工程規劃建設的相關對策
2.1立足長遠袁通盤考慮
農田水利的規劃建設是一項偉大的工程,對于合理調配水資源在時空上的分布,充分利用水資源有著十分重要的作用。水利工程建設是農業生產的基本保障,對于確保穩產、豐產,促進產量和品質的提高意義重大,也是提高當地經濟水平的基礎,對于現代農業、高效農業來講是必不可少的。在農田水利的規劃建設中,要結合當地的實際發展水平,立足長遠,全面規劃,規劃要科學合理,注重高效,充分考慮各種因素,因地制宜,使得水資源、土地資源都能充分得到利用,而且要對農田的生態有改善效果,協調各業共同發展。
2.2大力發展節水灌溉袁合理開發地下水
新疆地區常年干旱少雨,在農田水利工程建設時,要考慮到當地的氣候變化特點,大力發展節水灌溉工程,盡可能采用滴灌、噴灌、微灌等灌溉方式,改變傳統的大水漫灌的耕作方式。要大力發展自壓灌溉,新疆得天獨厚的自然條件為大力發展自壓灌溉提供了廣闊天地。自壓灌溉系統無需動力,不消耗能源,不但能大大降低灌溉系統的運行成本,而且輸配水管網的造價相對較低,是現代灌溉系統規劃設計時首選的灌溉方式。新疆多為盆地地形、地貌,水源在高處,山前平原地形坡度大,綠洲一般在低處,建設自壓灌溉系統具有十分便利的優勢。在農田水利工程規劃時,要深入現場進行考察,結合農田的實際情況,采取合適的灌溉技術,科學安裝灌溉工程設備,在節水灌溉技術的采用上,要考慮到當地的經濟水平以及種植者的接受程度,切忌不顧當地實際情況而盲目上馬一些造價昂貴的新產品、新技術。對于地下水的開發要科學合理,充分發揮地下水的優勢,減少引渠的建設成本,盡可能發揮每一滴水的最大作用。
Abstract: Water conservancy workers need to establish environmental awareness, fully aware of environmental issues in water conservancy construction, help engineering Water Resources Water to achieve the unity of the economic, social and environmental benefits.Key words: hydraulic; environmental issues; ecological
中圖分類號:F407.9 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)02-
目前我國豐富的水資源正以前所未有的速度被破壞和浪費,嚴重破壞了生態環境。要認識到水資源開發利用的最佳目標應是經濟效益、社會效益和環境效益三者的統一。人與自然的和諧相處,則是開發利用水資源的根本原則。
一、水利工程與生態平衡(一)興修水利工程會打破原有的生態平衡
人類在地球上修建的水利工程無外乎兩大類,即蓄水庫和跨流域調水工程。它們的實質都是為解決水資源的時、空分布不平衡問題。在我國,對生態影響最大的莫過于蓄水庫。從表面看,它們都是為了解決水資源不足或充分利用水資源,但如果深入探究,卻發現其中對社會、環境的潛在影響是巨大和復雜的。簡言之,其影響包含直接的或間接的、短期的或長期的、誘發的或積累的、一次的或兩次的等等因素。所有這些影響,都會打破原有的生態平衡。然而,應該看到,包括生態平衡在內的自然平衡本來就是動態的,人類正是通過不斷地打破那種不利于人類健康發展的平衡,才能發展到今天。自然界的生態平衡既是動態的,同時又是隨時存在著。問題在于人類怎樣以一種最優的方式去分辨出那些不利人類生存發展的生態平衡,打破之,并更加自覺地重建一種新的平衡,即人工生態平衡。
(二)修建水利工程要注意保護生態平衡
保護生態平衡應是兩個內容的總和:一是對那些良性的生態平衡應盡最大努力限制人類對其的消極影響,使其按自己固有的規律發展;另一個是對那些惡性的生態平衡施以人類的改造活動,扼制其繼續發展的勢頭,使之良性發展。有了保護生態平衡的認識,進行合理的開發規劃,是使興建與環保協調發展的必要手段。然而要真正達到這一共識,人類還要走相當長的一段路程。因為環保問題歷來不是一個簡單的問題,具有直接性和間接性、短期性和長期性、誘發性和積累性以及連帶性等特點。因此,在世界范圍內大力進行環境保護教育,使規劃工作納入法律軌道亦是十分必要的。(三)生態保護要作為水利工程規劃、設計和施工重要的組成部分。在興修水利工程的前后,只有對保護生態平衡的認識甚至是重視是遠遠不夠的,重要的是要落實到具體的行動中,即要將環保思想貫穿于工程的規劃設計及施工組織管理的每一環節。我們必須清醒地認識到,水利工程的修建,對生態平衡的良性循環有著巨大的副作用,這就要求我們必須通過合理、科學的規劃設計和管理將其減小到最低限度。除了有一個良好的政治經濟條件外,更重要的是要依靠科學技術的革命。科學技術是協調人與自然關系的主要工具。由于生物圈的動態平衡是人類及其生命系統穩定性產生的前提,現代自然科學的發展所深刻揭示的自然規律,則是人類認識生物圈動態平衡機制的基礎,而現代技術又為調節生物圈動態平衡提供了必要的手段。這種調節,必須考慮人的活動對自然界發生作用的性質和界限,必須把對自然界的保護和再生產納入社會有機體內并作為其重要的組成部分。對于不良的生態平衡,興修水利工程本身就是對其進行良性改造,使之朝著有利于人類的健康方向發展。關鍵是我們在工程的施工過程中,怎樣盡最大努力去減小人類對其的不良影響。這就給工程的建設者們提出了以下任務:1、規劃設計的前期,要切實搞好工程所在地的水文資料的收集及地質條件的勘測。如蓄水庫,重點是水文資料和地質構造,充分考慮大壩的防洪能力、穩定性以及避免地震的誘發。2、規劃中還應設計一定的工程構造,以滿足大壩流域內水生物的生活習性,減少庫區淹沒范圍。如長江內的珍奇動物“中華鱘”,有著在上游產卵的習性,三峽大壩的修建,正好隔斷了該魚類去上游繁衍的路途,如果不采取一定的措施,勢必會造成“中華鱘”這一珍奇動物的滅絕。三峽大壩的設計就充分考慮了對“中華鱘”。3、施工階段的任務:第一,在施工承包合同的簽訂時,承包商對施工現場污染物的擴散和施工人員的勞動保護所應負的責任,應寫進合同書內,要有環保措施,對各種污染物排放要限制在標準以內。第二,施工前要在施工現場建立必要的環保監測機構,進行水質、大氣、噪聲的本底測定,便于和施工階段不同時期監測結果進行對比。第三,施工人員進入工地后,還要建立衛生防疫機構,以避免施工期數萬工人集中在一起,引起流行病的傳播和擴散。這方面的教訓,在我國時期的興修水利中是十分深刻的。4、施工后期的任務。特別要對施工階段破壞的植被規劃及時恢復,制訂工區的全面綠化規劃,以保護已經形成的生態平衡。在工區范圍內的生物圈內,研究生物資源的利用、保護和生產的合理的方式,控制規劃人群自身的發展,保持生物種群的恰當比例。
二、水利工程生態規劃設計的要求
水利工程,改造山河、興利除害、綜合開發、合理利用、積極保護、科學管理水資源,使之更好的服從人們的意志,更好地為人類造福,這不僅改變了自然界中天然水流的形態,也改變了周圍的自然環境和社會環境。在生態經濟環境水利階段,人們普遍關注環境與生態問題,普遍重視資源開發與環境保護、生態保護的協調發展。在這樣的前提下,強調水利工程建筑物的環境功能和美學價值,己成為我們在水利工程設計方面的新趨勢。
以改善水域環境和生態系統為主要目標的“城市環境水利工程”建設,成為水利現代化建設的重要內容。按照現代城市的功能,對流經市區的河流歸納起來有兩類要求:(一)對河中水流的要求是:水質清潔、生物多樣性、生機盎然和優美的水面規劃。(二)對濱河帶的要求是:能反映本地獨特歷史、文化、風俗的濱河規劃;能提供一充滿鮮花、有人工景點、公園化的休閑、娛樂、體育活動空間;能營造一充滿文化、藝術、科學氣氛,具有現代氣息、人水關系協調、引人勝、便于人水親近的濱河帶。人們提出這些要求是社會進步的體現,也是社會經濟發展的必然。水利建設者應當適應這種趨勢,滿足社會的要求。在水利工程的規劃、設計、施工等方面進行調整和完善,注入更多的人文、藝術、科學和現代氣息,注重工程的環境效益和美學效益。
三、水利工程景觀規劃策略(一)沿河綠地
濱水環境的總體構思應盡可能擴大沿河綠地,形成較為連續性綠化帶,用綠色來勾畫古城的輪廓,延續城市文脈。同時,以良好的綠色空間,優化環境規劃質量,體現現代化城市的新形象。(二)閘壩結合,擴展沿河水面。
中圖分類號:G250.74 文獻標識碼:A 文章編號:1003-1588(2015)01-0045-03
收稿日期:2014-12-22
作者簡介:吳綺云(1966―),泉州師范學院圖書館副研究館員;劉俊杰(1976―),泉州師范學院圖書館技術部主任;趙慧真(1975―),泉州師范學院圖書館副研究館員。
*本文系泉州市2011年度技術研究與開發計劃重點項目“泉州運動鞋類信息數據庫建設”的研究成果之一,項目編號:2011Z20。
一個完整的數據庫生命周期包括用戶需求分析、系統規劃論證,平臺搭建、框架構建、信息采集、加工處理、組織存儲、網頁建設、信息與系統維護,以及數據庫廢止等環節。特色數據庫是高校數字圖書館的重要組成部分,是圖書館反映自己的館藏特色,為本校重點學科、特色學科,為本地經濟、文化等提供專題特色服務的重要體現。特色數據庫建設需要投入巨大的人力、物力和時間,因此,保持數據庫生命力,延長其生命周期是高校圖書館必須完成的一個重要任務。
1 高校圖書館自建特色庫的生命周期及存在問題
目前全國越來越多的高校圖書館投入大量的資源,利用地方優勢產業,依托地方特色文化并結合本校重點專業和特色專業建立專題特色庫,且已形成一定的規模,其中,不乏高質量的特色庫。這些特色庫根據特定用戶的需求,將資源進行篩選、整合、組織,為本校的學科專業發展,本地的經濟、文化、教育等事業提供了優質的專題性信息服務平臺。然而,很多特色數據庫的生命周期卻很短暫,由于缺乏必要的更新、維護等措施,致使數據庫提前進入廢止狀態,成了死庫。[1]究其原因,主要源于特色庫的建設往往是申請基金項目結題的需要,或為了響應某一政策,或是為應付圖書館數字化進程。結果,往往在任務完成之后,這些特色庫就不再受到關注和重視。缺乏人力、資金、時間的持續注入,缺乏必要的制度管理控制,致使特色庫從此擱置,無人理會。特色庫數據不再更新,系統不再維護,致使頁面陳舊、數據信息過時、系統問題得不到解決,違背了建庫的初衷,失去了應有的價值。從相關研究文獻不難發現,多數論文的重點是講述如何建庫,以及設想如何向相關學科專業、相關行業進行服務推廣,鮮少涉及如何延長特色數據庫的生命周期,以保持特色庫的生命力,保證特色庫的增值服務。
2 延長特色庫生命周期的必要性
特色數據庫建設是圖書館數字化資源建設的核心和發展方向,而其價值和生命力的體現則需要通過數據庫的質量保障來實現。[2]只有對特色庫進行不斷更新和維護,才能延長其生命周期,延緩其被淘汰進入消亡階段的時間。
2.1 用戶需求
特色數據庫是圖書館利用自身的資源優勢、人員優勢、信息技術力量,結合本校學科專業優勢而建的數據庫,其目的就是為特定的用戶提供專題性的信息服務。每個學科專業和行業都是在不斷發展的,相關的信息資源也在不斷產生、增加和更新,用戶希望能夠得到最新最前沿最可靠的信息,來幫助他們掌握學科發展的最新動態。比如由泉州師范學院圖書館建立的泉州運動鞋類信息數據庫是依托本地的支柱產業――運動鞋業,結合本校的優勢學科――運動鞋類設計專業而建的,目的是為本校運動鞋設計專業及運動鞋企業提供一個文獻類型多樣、資源內容豐富的信息服務平臺。對鞋類造型設計專業的用戶而言,他們不僅需要掌握專業設計技術,掌握與鞋有關的各種理論知識,還要掌握最新資訊,了解運動鞋行業的發展情況、市場需求、流行趨勢等,這樣設計出來的產品才能迎合用戶的喜好。對運動鞋企業用戶而言,他們也希望能夠得到與產業發展和市場形勢密切相關的最新資料。特色庫得到及時的更新和維護才能真正成為企業實施知識管理的理想工具,推動企業技術創新和可持續發展。
2.2 特色庫生命力的源泉
數據是數據庫的核心,數據的質量從某種意義上說就是數據庫的質量。[3]數據的質量包括數據的完整性、權威性、準確性和時效性等方面。數據庫的質量高低關鍵在于數據是否得到及時補充、更新、修正和完善,系統是否更新及時,運行通暢。特色庫建設的目的是讓用戶方便、快捷地獲取準確、有效、可靠的資源,而這依賴于數據的及時更新。在信息日新月異的時代里,特色庫脫離了根基,資源的新穎性、權威性和有效性得不到保證,特色庫將失去生命和活力。特色庫的維護更新是保證其生命力的關鍵,應安排專門人員收集數據庫在使用過程中的反饋信息,定期清理刪除過時的數據,及時檢查修正錯誤信息,補充不完整的數據,根據不同的資源類型更新追加新的數據,時刻關注系統的運行狀況,為用戶提供一個充滿生機活力的信息資源平臺。[4]沒有維護的特色庫,不能充分地被用戶利用,甚至被遺忘被淘汰,不僅達不到建庫的目標,失去了建庫的意義,還造成了資源的巨大浪費。一切為了用戶,從用戶的角度出發,為用戶提供滿意優質的信息服務是圖書館的根本所在。更新維護特色庫,提高資源利用率,保證特色庫的旺盛生命力,是圖書館人職責所在。
2.3 特色庫價值的延續
特色庫如果沒有得到持續的更新和維護,其數據將逐漸陳舊過時,并逐漸地被用戶拋棄,失去應有的價值。泉州運動鞋類信息數據庫由四個子庫組成,每個子庫具有特定的功能和性質,能滿足不同的用戶需求,充分體現出不同的價值。如企業名錄收集了泉州運動鞋制造、生產、銷售,鞋材、鞋料、鞋機等企業的基本信息,這些信息不是一成不變的,需要及時更新才能對學生就業具有指導意義,為行業人士了解本地鞋企的新動向,為外地企業尋找合作伙伴提供準確的信息。不斷更新的行業資訊與市場研究報告能為運動鞋設計指引正確的方向,為企業經營提供有力可靠的信息依據。創意作品庫即本校師生成果展,包含學生的畢業論文、畢業設計、獲獎作品,教師的學術成果。只有得到及時補充,更新,才能真正提高學校運動鞋設計專業的教學科研水平,讓企業能夠及時了解本校的專業實力、學生的創作能力,為企業挑選人才,學生就業提供交流推送平臺。
3 特色庫生命周期延長策略
特色庫的更新維護是一項長期的工程,需要制訂長期的可執行的策略加以管理控制。泉州運動鞋類信息數據庫是泉州師院圖書館2011年的市重點科技項目,經過三年的努力已建成資源類型齊全、多樣,數據內容覆蓋全面,具有國內先進水平、功能齊全、可持續發展的開放式特色數據庫,為本校教學、科研、校企合作提供強大的信息支撐,為本市運動鞋企業的發展提供豐富的信息資源和優質的信息服務。[5]特色庫能持續保持生命力,除了得到各級領導和相關部門的大力支持,離不開一系列行之有效的特色庫生命周期延長措施。
3.1 制定管理制度
特色庫建設不是一蹴而就的事情,而是需要長期不斷投入人力、物力、時間、精力的工程。只有這樣,才能保證特色庫的數據信息得到及時更新、系統穩定運行,從而保證與用戶之間交流通暢。這項長期而艱巨的任務如果沒有制定一個完善的制度加以規范控制管理,是很難持續下去的。在特色庫的維護過程中必須制定嚴格的管理制度,并認真貫徹執行,以充分調動和發揮維護人員的積極性,使其保持嚴謹的工作作風和高度的責任感、使命感,確保數據庫的質量,控制人為失誤,減少差錯。[6]在泉州運動鞋類信息數據庫建立之初,相關人員做了詳細的分工,進行密切的合作,直至特色庫的建成。在特色庫建成之后,不能束之高閣,需要形成制度加以管理,其中包括制定崗位職責;規定各種數據資源更新的周期;制定審核制度保證數據的質量;從哪些渠道獲得必要的資金作為后續工作的補充;加強與用戶互動交流,形成意見,作為系統升級的依據等。特色庫的更新和維護不是依靠個人的意愿和努力就能做到的,只有得到相關單位領導的參與和支持,才能形成制度并嚴格執行,讓這項工作得以延續,使特色庫的生命周期得以延長。
3.2 爭取資金補充
目前我國高校圖書館自建特色庫存在更新不及時,缺乏后期維護,利用率不高等現象,這很大程度上跟經費不足,資金匱乏有關。特色庫的建立、更新、維護,需要人力、設備、材料等,這些都離不開資金的注入。泉州運動鞋類信息數據庫是一個文獻類型多樣,資源內容豐富的、大型的信息資源平臺。建設和維護這樣的數據庫會產生不小的費用,如走訪企業、鞋業行會的差旅費,專家咨詢費,購買市場研究報告等的資料費,資源采集加工勞務費,各種相關設備費等。為保證特色庫的順利運行,學校全方位多渠道地爭取資金,如獲得泉州市科技重點項目資金支持;向學校申請圖書館數字化建設經費;申請泉州運動鞋類信息數據庫維護和服務推廣項目;向校企合作中心爭取經費補給;與學校相關重點學科特色學科如美術與設計學院、文化與傳播學院、工商學院等合作,爭取他們的重點學科經費支持;與企業加強合作爭取贊助等。這些渠道有效地保證了資金的補充,使特色庫的更新與維護有了經費支持。
3.3 合理安排人員
特色庫建成之后,還需要安排人員繼續從事數據的更新和系統的維護以及與用戶的交流和溝通。有的圖書館是安排專職人員如技術部或信息開發部的人員專門負責,有的則是由相關部門的特定人員兼職負責其中一項。采用何種方式視特色庫及圖書館人事的具體情況而定。不管是專職的還是兼職的人員安排,只要能保證數據的及時更新、補充和完善,能保證系統的正常運行都是可取的。泉州運動鞋類信息數據庫是由技術部、采編部和信息咨詢部共同開發建設的,因此后期的更新和維護也由這三個部門的專門人員共同負責。如數據信息的更新、補充與完善由采編部的工作人員負責;系統的運行、維護和升級由技術部工作人員負責;與用戶、專家的溝通和交流,追蹤運動鞋行業發展動態等由信息咨詢部工作人員負責,三個部門的負責人員定期開展交流總結例會,及時溝通反饋交換意見,以確保平臺的正常運行。
3.4 及時更新內容
不同的文獻類型其更新速度各異,需要根據文獻特點設定相應更新周期,及時做好特色庫內容的補充、更新、完善。泉州運動鞋類信息數據庫資源類型多樣,包括圖書、期刊、學位論文、標準、專利、文檔等。圖書館工作人員根據內容特征設置不同的數據更新周期。比如圖書、學位論文、本校學生畢業設計可以按年更新;期刊、專利按月更新;報紙按周更新;教師科研成果、課件、學生獲獎作品可根據實際情況及時更新;企業資訊、運動鞋流行趨勢、最新鞋款等前沿、熱點問題的動態信息庫,則盡可能實時更新。除了常規的數據更新由專門管理員負責外,還要加強與運動鞋方面專家的溝通交流,及時把握學科行業發展動態,掌握最新資訊,把最新數據及時充實到特色庫里。
3.5 加強系統維護升級
隨著數據服務的開展與數據量的增長,運動鞋特色數據庫系統及數據的安全問題顯得越來越重要。因此,必須做好特色庫的日常系統維護,定期檢測特色庫的運行情況,對出現的異常問題進行排查,保證特色庫的正常服務;并對特色庫的后臺數據庫、平臺以及全文數據、圖像數據、音視頻數據等相關數據做好定時異地備份工作,防范由惡意攻擊、病毒木馬等原因導致的系統崩潰或數據丟失等嚴重故障。除了日常的維護工作外,還要根據特色庫的用戶使用情況,對系統進行必要的升級。此外,還應通過“檢索日志分析”“文獻點擊量統計”“文獻評分體系”“讀者咨詢”“個性化信息推送”等系統功能的開發,實現對研究人員和讀者使用情況的數據分析。
3.6 用戶互動反饋
建設專題特色數據庫是為了實現“用戶有其數據庫”,從而節省用戶的時間,真正發揮圖書館為教學科研和地方服務的職能。特色庫是針對特定的用戶開發建設的,其目標就是為這些用戶提供專題信息服務。因此積極與用戶互動交流,了解用戶的需求,才能更好地為用戶提供有針對性的優質服務。泉州運動鞋類信息數據庫的主要用戶是本校美術與設計學院鞋類設計專業的師生、運動鞋方面的專家學者、運動鞋業有關人士及運動鞋企業等。在前期建庫時,相關人員多次走訪企業、鞋業行會、本校專家,向他們咨詢請教,與他們交流探討,為后期的互動交流打下了良好的基礎。只有加強與用戶的溝通交流并與之形成良性互動,才能提高特色庫的利用率,最大限度地為用戶提供滿意的服務,達到建庫的目標。
4 結語
建設特色庫是一項艱巨的任務,后期的更新和維護更是一項長期的工程。將特色庫的維護工作和信息服務工作兩者緊密結合,形成良性互動循環,對實現資源的共建共享具有重要的現實意義。圖書館人需要具有高度的責任心,敏銳的信息意識,積極的服務心態,并利用自身的資源優勢及專業技術優勢,建立高質量的、具有生命力的特色數據庫,為用戶提供個性化的深層次的信息服務。泉州師范學院圖書館堅守這一理念,在泉州運動鞋類信息數據庫建成之后,努力探索研究,并形成一套完整的策略,有效地延長了特色庫的生命周期,提高了特色庫的價值。
參考文獻:
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[3] 張元晶,高彥靜.依托TPI系統平臺構建會議論文全文特色數據庫[J].現代情報,2008(6).
[4] 蓉.發揮區域優勢 服務水利行業――析談浙江水利資源特色數據庫的建設[J].圖書館工作與研究,2012(3).